CZ195998A3 - Kontinuální způsob výroby membránových elektrodových spojení - Google Patents

Kontinuální způsob výroby membránových elektrodových spojení Download PDF

Info

Publication number
CZ195998A3
CZ195998A3 CZ981959A CZ195998A CZ195998A3 CZ 195998 A3 CZ195998 A3 CZ 195998A3 CZ 981959 A CZ981959 A CZ 981959A CZ 195998 A CZ195998 A CZ 195998A CZ 195998 A3 CZ195998 A3 CZ 195998A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
membrane
ion
conductive
contact material
laminate
Prior art date
Application number
CZ981959A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Bönsel
Joachim Clauss
Gregor Deckers
Georg Frank
Arnold Schneller
Helmut Witteler
Mike Römmler
Michael Heine
Original Assignee
Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co. Kg.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7781202&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ195998(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co. Kg. filed Critical Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co. Kg.
Publication of CZ195998A3 publication Critical patent/CZ195998A3/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1023—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon, e.g. polyarylenes, polystyrenes or polybutadiene-styrenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1025—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon and oxygen, e.g. polyethers, sulfonated polyetheretherketones [S-PEEK], sulfonated polysaccharides, sulfonated celluloses or sulfonated polyesters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1027—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having carbon, oxygen and other atoms, e.g. sulfonated polyethersulfones [S-PES]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/103—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having nitrogen, e.g. sulfonated polybenzimidazoles [S-PBI], polybenzimidazoles with phosphoric acid, sulfonated polyamides [S-PA] or sulfonated polyphosphazenes [S-PPh]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1032—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having sulfur, e.g. sulfonated-polyethersulfones [S-PES]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1084—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing of continuous or running length bonded web

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

KONTINUÁLNÍ ZPŮSOB VÝROBY MEMBRÁNOVÝCH ELEKTRODOVÝCH SPOJENÍ
Dosavadní stav techniky
Palivové články jsou. elektrochemické systémy, které mohou chemickou energii přeměňovat na elektrickou energii. Přitom kyslíkovodíkový palivový článek přeměňuje tyto plyny, za uvolnění elektrické energie, na vodu.
pro elektrochemickou z elektrolytu vodivého
Palivové články sestávají ze sestavy více membránových elektrodových jednotek, oddělených bipolárními deskami, takzvaného svazku, přičemž membránové elektrodové jednotky (MEA) jsou vytvořeny ze dvou katalyticky aktivních elektrod přeměnu chemických látek a pro ionty mezi elektrodami pro dopravu náboje. Bipolární desky slouží k oddělení prostorů plynů a k elektrickému spojení článků. Moderní konstrukce palivových článků, které pracuji při nízkých teplotách, neobsahují kapalné elektrolyty, ale vodivé polymerní iontoměničové membrány (polymerní pevné elektrolyty).
Dosud slibnými způsoby výroby membránových elektrodových jednotek jsou způsoby napouštěni a lití, na které navazuje vždy lisování komponent za horka.
Při způsobu napouštěni se natírá rozpuštěný pevný elektrolyt na povrch elektrody nebo se nástřikuje jako emulze pomocí tlakového plynu; vniká na několik mikrometrů dovnitř systému póru. Poté se připravené elektrody slisují při ohřátí až do stavení s elektrodovými membránami. Takový
72567 (72567a) ··· 9 * způsob výroby popisuje např.
membránových elektrodových v US-A 5 211 984, kde kationtoměničová membrána kationtoměničovým kterém je suspendován platinový katalyzátor, znám také pod označením Ink-způsob.
jednotek se se povléká roztokem, ve Tento způsob je
Při lití se smíchá rozpuštěný pevný elektrolyt s katalyzátorovým materiálem a popřípadě s hydrofobizačním prostředkem, např. polytetrafluoretylenem (PTFE), na pastu. Ta se buď nejprve nanese na nosič, nebo se přímo natře na membránu a pak se s ní za horka slisuje, aby byly minimalizovány přechodové odpory na přechodech mezi membránou a pastou nebo pevným elektrolytem, nacházejícím se na elektrodě.
Další způsob výroby elektrodových membránových spojeni z iontoměničového materiálu, tvořícího jádro, a elektrod, oboustranně s ním v kontaktu, pro palivové články, je popsán v DE-C 42 41 150. Iontoměničový materiál je přitom vytvořen z alespoň jednoho v rozpouštědlech rozpustného homopolymeru nebo kopolymeru, vykazujícího zbytek disociovatelný na ionty.
Všechny způsoby přípravy plynových difúzních elektrod s polymerními membránami vyžadují větší počet většinou manuelních a nesnadno automatizovatelných pracovních kroků. Co je přijatelné při pokusech v laboratorním měřítku, vede při průmyslové výrobě často, především kvůli vysokým nákladům, k nepřekonatelným omezením.
Ačkoliv palivové články již nacházejí využití v kosmické technice, nepřichází v nejbližší době v úvahu například jejich všeobecné komerční využití v automobilovém průmyslu, neboť; výrobní náklady zejména membránových elektrodových jednotek a následkem toho i palivových článků jsou o několik řádů vyšší než náklady pro konvenční spalovací motory. Také pro nasazení v decentralizovaném zásobování energií jsou palivové články, které jsou dnes k dispozici, například ve srovnání s olejovým a plynovým topením nebo dieselagregáty, příliš drahé.
Pro použití v automobilech naproti tomu představují palivové články ve spojení s elektropohonem nový koncept pohonu s některými výhodami. Tak u palivového článku, pracujícího například s vodíkem a kyslíkem, nedochází k žádným škodlivým emisím ve vozidle a také emise v celém řetězu energetických přeměn jsou menší, než u jiných systémů pohonu vozidla. Dále celková účinnost, vztažená na primární energii, je zřetelně vyšší. Použití palivových článků v automobilovém průmyslu by představovalo značný příspěvek ke snížení škodlivých emisí způsobených dopravou a spotřeby energetických zdrojů.
Existuje tedy úkol vytvořit způsob výroby laminátů, zejména membránových elektrodových jednotek, vhodných pro použití v palivových článcích, který umožní jejich výrobu při výrobních nákladech a výkonu, vyhovujících požadavkům uživatele.
Předložený vynález tento úkol řeší vytvořením způsobu výroby laminátů, tj . spojení získatelných spojením alespoň dvou složek, zejména membránových elektrodových jednotek, které obsahují alespoň jednu vprostřed uspořádanou membránu
vodivou pro ionty, která je alespoň v podstatné části í > 50 %.) obou protilehlých ploch spojena s alespoň jednou katalyticky účinnou látkou a s alespoň jedním plochým, pro plyn propustným kontaktním materiálem, vodivým pro elektrony, při kterém se spojení alespoň dvou uvedených složek provádí laminováním. Způsob se vyznačuje tím, že spojování membrány vodivé pro ionty, katalyticky účinné látky a kontaktního materiálu vodivého pro elektrony se provádí kontinuálně.
Pomocí dopravního a přiváděcího zařízení se membrána vodivá pro ionty kontinuálně uvádí polohově přesně do styku alespoň s kontaktním materiálem vodivým pro elektrony, přičemž membrána a/nebo kontaktní materiál jsou povlečeny katalyzátorem, a alespoň tyto obě složky se vzájemným stlačením pomocí válcovacího zařízení spolu laminují a spojují (obr. 1).
Jako kontaktní materiály vodivé pro elektrony přicházejí například v úvahu plošné útvary z uhlíkových vláken, které mají elektrickou vodivost, s výhodou mají elektrickou vodivost > 0,01 m, a mají porézní strukturu, která umožňuje dostatečnou difúzi plynů.
Kromě materiálových spojení, která obsahují uhlík ve vodivých modifikacích, je možné použít také kovy, zejména ušlechtilou ocel, nikl a titan, s výhodou jako prášek, granulát, papíry, vlákna, plstě, rouna, tkaniny, sintrované desky nebo jejich kombinace, zejména síťovitá plochá vytvoření z kovu nebo oxidů kovů s dostatečnou vodivostí.
Zvlášť. výhodná jsou přitom vytvoření, která mají v závislosti na použitém kovu nebo oxidu kovu tloušťku • · « ♦ · · * · * * ··· · · » · · 9 «··· · • · · ♦ · * · · · «·« ·· «· ·· ·· ·· v rozmezí 0,01 až 1 mm, s výhodou 0,025 až 0,25 mm, a šířku oka 0,001 až 5 mm, s výhodou 0,003 až 0,5 mm. U vytvoření z uhlíku jsou tlouštíky s výhodou 0,05 až 5 mm, zejména 0,1 až 2 mm. Plošná hmotnost vytvoření z uhlíku přitom leží v rozmezí 5 až 500 g/cm2, zejména v rozmezí 20 až 150 g/cm2, a poréznost je v rozmezí 10 až 90 %, s výhodou 50 až 80 %.
Podle výhodného provedení vynálezu se použijí grafitizované ploché útvary z uhlíkových vláken. Zejména se použijí následující kontaktní materiály: papír z uhlíkových vláken (např. ®SIGRATHERM PE 204, PE 704, PE 715), tkaniny z uhlíkových vláken (např. ®SIGRATEX SPG 8505 a KDL 8023, KDL 8048), plstě z uhlíkových vláken (např. ®Sigratherm KFA 5 a GFA 5), rouna z uhlíkových vláken (např. ®Sigratex SPC 7011 a SPC 7010 nebo TGP-H-120 Toray) , nebo kompozity z uhlíkových vláken (např. ®SIGRABOND 1001 a 1501 a 3001).
Podle dalšího vytvoření vynálezu mohou být vlákna a kontaktní body vláken pro zvýšení vodivosti útvarů z uhlíkových vláken navíc potaženy vrstvou z uhlíku.
Jeden způsob výroby takovýchto plochých útvarů z vláken spočívá v použití polyakrylonitrilových tkanin a roun, která se prostřednictvím speciálního procesu přímé oxidace převedou na karbonizovanou/grafitizovanou formu, takže je možné obejít nákladný proces výroby jednotlivých vláken a navazující další zpracování (DE P 195 17 911.0).
na plošné útvary z vláken
Jako materiály vodivé pro ionty jsou předmětem zvláštního zájmu obecně materiály, které mají v jedné části své struktury vlastnosti pevného stavu, a v další části mají vlastnosti kapalného stavu, takže jsou tvarově stálé, avšak
velmi dobře vedou také protony. Polymery přicházející v úvahu jsou ty, které mají zbytek disociovatelný na ionty. S výhodou se používají membrány vodivé pro kationty. Vodivost pro ionty je pro protony s výhodou 0,5 až 200 mS/crn, zejména 5 až 50 mS/cm. Tloušťky membrán leží s výhodou v rozmezí 0,1 m až 1 mm. Dále musí být při zpracování polymerů na membránu zajištěna její plynotěsnost.
Jako základní materiály pro membrány vodivé pro ionty docházejí využití homopolymery a kopolymery nebo jejich směsi, které lze s vhodnými kapalinami obdržet jako viskózní roztoky nebo disperze, zpracovatelné na membrány. V případě použití směsí musí být alespoň jedna složka směsi vodivá pro ionty, zatímco jiné složky směsi mohou být pro ionty úplnými izolátory, které však na druhé straně propůjčují membráně například určité mechanické vlastnosti nebo hydrofobnost.
Pro použití jako membránový materiál přicházejí v úvahu zejména polymery, které mají dobré mechanické vlastnosti, vysokou teplotní stabilitu a dostatečnou chemickou odolnost.
Polymery použitelné podle vynálezu jsou popsány například v DE-C 42 41 150, US-A 4 957 909, US-A 5 264 542, DE-A 42 19 077, EP-A 0 574 791, DE-A 42 42 692,
DE-A 19 50 027 a DE-A 19 50 026 a DE-A 19 52 7435. Na tyto dokumenty se tímto výslovně odkazuje.
S výhodou se jako materiály vodivé pro ionty používají pro membrány podle vynálezu polymery s disociovatelnými skupinami. Disociovatelné skupiny mohou být buď kovalentně vázané funkční skupiny (např. -SO3M, -PO3MM , COOM aj . (M,M = H, NH4, kovy)) nebo mohou být v polymeru přítomné kyseliny jako bobtnaci prostředky (např. H3PO4 nebo H2SO4) . Výhodné • * « · * · * • · « « > 9 · ·· · · 0 « · · • 00« « 0 0 0 · ♦ • « · · « · «·· «· · 0 90
jsou polyaryleny s kovalentně vázanými disociovatelnými skupinami, fluorované polymery s kovalentně vázanými disociovatelnými skupinami nebo bazické polymery s arylovými kruhy nabobtnalé kyselinou. Zvlášť výhodné polyaryleny mají jako hlavní řetěz polyaryleterketon, polyaryletersulfon, polyarylsulfon, polyarylsulfid, polyfenylen, polyarylamid nebo polyarylester. Rovněž zvlášť výhodné jsou polybenzimidazoly (PBI), které obsahují disociovatelné kyselé skupiny (např. PBI nabobtnalé Η3ΡΟ4> . Rovněž jsou vhodné směsi, které obsahují alespoň jeden z výše uvedených polymerů.
Podle dalšího výhodného provedení mohou být obsaženy také zcela fluorované polymery, tzn. takové, které mají na místě C-H vazeb C-F vazby. Ty jsou velmi stabilní proti oxidaci a redukci a jsou částečně příbuzné s polytetrafluoroetylenem. Zvlášť výhodné je, když tyto fluorované polymery navíc kromě vodu odpuzujících (hydrofobních) fluorových skupin obsahují také vodu přitahující (hydrofilní) sulfoskupiny (SO3H) . Tyto vlastnosti mají například polymery známé pod označením ®Nafion.
Polymery tohoto druhu jsou ve svém nabobtnalém stavu (podmíněném přijímáním vody) jednak díky své hydrofobní kostře z pevné látky poměrně tvarově stálé a jednak mají ve svých hydrofilních, kapalině podobných oblastech velmi dobrou vodivost pro protony.
Katalyzátory použitelné pro výrobu membránových elektrodových jednotek způsobem podle vynálezu jsou obecně všechny elektrochemické katalyzátory, které katalyzují redox reakce 2 H2 / 4 H+ a 02 / 2 O2’. Tyto sloučeniny jsou většinou • ·
na bázi prvků 8. vedlejší skupiny periodického systému, přičemž mohou navíc být přítomny také sloučeniny na bázi prvků z jiných skupin periodického systému. Použití nacházejí dále takové kovy nebo jejich sloučeniny, které při nízkých teplotách katalyzují přeměnu metanolu a vody na oxid uhličitý a vodík. Zejména nacházejí použiti jako katalyzátory kovy, oxidy, slitiny nebo směsné oxidy těchto prvků.
Elektricky vodivé útvary, propustné pro plyn, sloužící jako elektrody, mohou být povlečením katalyzátorem převedeny na účinnou formu, která zajišfuje elektrický kontakt. Obecně mohou být způsobem podle vynálezu povlečeny katalyzátorem jak membrána vodivá pro ionty, tak také kontaktní materiál vodivý pro elektrony nebo obojí.
Koncentrace katalyzátoru na membráně vodivé pro ionty popř. na kontaktním materiálu je obvykle mezi 0,001 až 4,0 mg/cm2, přičemž horní mez koncentrace katalyzátoru je podmíněna jeho cenou a spodní hranice jeho katalytickou aktivitou. Nanášení upevňování katalyzátorů se provádí známými způsoby.
Tak například je možné povlékat kontaktní materiál suspenzí katalyzátoru, obsahující katalyzátor a roztok
kationtoměničového polymeru. Jako kationtoměničové polymery
přicházejí obecně vodivé pro ionty. v úvahu všechny výše uvedené polymery
S výhodou se j ako katalyticky aktivní materiály
používají kovy nebo slitiny vybrané z 1., 2. a 8. vedlejší skupiny periodického systému, jakož i Sn, Re, Ti, W a Mo, zejména Pt, Ir, Cu, Ag, Au, Ru, Ni, Zn, Rh, Sn, Re, Ti, W a
Mo. Dalšími příklady katalyzátorů použitelných podle vynálezu jsou platinové, zlaté, rhodiové, iridiové a rutheniové katalyzátory nanesené na nosných materiálech, např. ®XC-72 a ®XC-72R od firmy E-TEK.
Katalyzátor se může na povlékaný materiál vylučovat chemickou reakcí (DE-A 4 437 492) . Tak například je možné impregnovat membránu a/nebo kontaktní materiál kyselinou hexachloroplatinovou a za použití redukčního prostředku, např. hydrazinu nebo vodíku, vylučovat elementární platinu (JP 80/38934) . Platina se může nanášet také z vodného roztoku, který obsahuje s výhodou (Pt(NH3)Cl2) (US-A 5 284 571) .
Další možnosti upevňování katalyzátorů jsou naprašování, CVD postup (Chemical Vapor Deposition, chemické vylučování z parní fáze), studené plazmové nanášení, PVD postup (Physical Vapor Deposition, fyzikální vylučování z parní fáze), odpařování elektronovým zářením, jakož i elektrochemické vylučování na povlékaný materiál. Kromě toho se může provádět aktivace ušlechtilého kovu výměnou iontů na oxidačně modifikovaných sazích a navazující redukcí.
Zvlášř účelným se při způsobu podle vynálezu ukázalo povlékání plochých útvarů z vláken suspenzí katalyzátoru, která již obsahuje katalyzátor jako takový, například kovovou platinu. To je výhodné zejména s ohledem na rovnoměrné rozdělení složek katalyzátoru a pozdější upevnění elektrodové struktury na kationtoměničovou membránu.
Pro nanášení aktivní katalyzátorové suspenze se hodí například uspořádání s raklí v kombinaci s ohřívaným válcem (obr. 1), popř. nanášecí zařízení, jaké je známé
♦ · • ··* • · *· z kontinuální výroby prepregů.
Takto impregnované útvary z vláken, takzvané plynové difúzni elektrody, se potom mohou svinout nebo se popř. mohou ve formě pásu přivádět přímo do kontinuálního procesu výroby membránových elektrodových jednotek (obr. 2).
Jak opracování povrchu materiálů vodivých pro ionty, tak také ulpívání suspenze katalyzátoru lze ovlivnit pomocí předřazené ponořovací lázně. Volbou vhodných upevňovacích prostředků a pojiv jakož i plniv se může upravit jednak množství volných pórů plochého útvaru z vláken a jeho upevnění na fázové rozhraní, a jednak ulpívání suspenze katalyzátoru (obr. 1 a obr. s výhodou použije uspořádání
2) . Při tomto procesu se s vakuovým pásovým filtrem s navazujícím regulovatelným sušícím úsekem.
Konzistence a stupeň vysušení nanesené suspenze katalyzátoru se může nastavit tak, aby bylo možné optimálně provádět navazující laminování.
Pokud se plynové difúzní elektrody před jejich dalším zpracováním nejprve svinují, lze volbou vhodného separačního papíru, který se svinuje zároveň, zabránit slepení elektrody.
Kontaktní materiál vodivý pro elektrony se kontinuálně a polohově přesně přivádí do styku s membránou vodivou pro ionty, a membrána vodivá pro ionty se na alespoň jedné své ploše pomoci válcového uspořádání s kontaktním materiálem laminuje a spojuje.
Podle jedné varianty vynálezu může kontaktní materiál,
· · • 4 9 · 4
4
který se nalaminuje na obě plochy membrány vodivé pro ionty, obsahovat pro každou stranu membrány jiný katalyzátor. Jako výchozí materiály, vedle membrány vodivé pro ionty, mohou být také použity dva kontaktní materiály, sestávající popřípadě z různých materiálů.
Podle alternativního provedení se může kontaktní materiál, vodivý pro elektrony, nejprve vždy jednostranně kontinuálně povléknout membránou vodivou pro ionty a laminovat, načež se tento polotovar (membránová elektrodová polojednotka) po zesítování popř. napuštění povrchu vodivého pro ionty slisuje dohromady s membránovou elektrodovou jednotkou a laminuje se. Také při této variantě se mohou použít buď membránové elektrodové polojednotky sestávající z komponent ze stejného materiálu, tzn. stejný kontaktní materiál vodivý pro elektrony a membrána vodivá pro ionty sestávající ze stejného polymeru, nebo membránové elektrodové polojednotky různé konstrukce, tzn. odlišná membrána vodivá pro ionty a/nebo odlišný kontaktní materiál a/nebo odlišný katalyzátor.
kontaktním laminování bobtnáním
Pro zlepšení ulpívání mezi membránou a materiálem se může membrána před procesem popřípadě alespoň částečně plastifikovat buď v nerozpouštedle, např. ve vodě, acetonu, metanolu nebo jiném alifatickém alkoholu, nebo bobtnáním ve směsi rozpouštědla, s výhodou převážně polárního N-metylpyrrolidonu aprotického (NMP), rozpouštědla, dimetylsulfoxidu nebo protického napr. (DMSO), dimetylformamidu, g-butyrolaktonu rozpouštědla jako kyseliny sírové nebo fosforečné nebo nerozpouštědla.
Dále pro zlepšeni ulpívání a pro spojení komponent může ««· • 9
« · ·
9 999
9 9 9
být kontaktní materiál nebo alespoň jedna plocha membrány nebo obě komponenty napuštěny rozpouštědlem nebo roztokem polymeru, zeslčovány nebo nabobtnány, a komponenty, tzn. jedna nebo obě plochy membrány vodivé pro ionty a alespoň jeden kontaktní materiál vodivý pro elektrony, pak mohou být slisovány k sobě a spojeny laminováním.
Povlékání komponent se může provádět bud' čistým rozpouštědlem nebo roztokem polymeru, přičemž koncentrace polymeru může být 0 až 100 %hmot., s výhodou 5 až 50 %-hmot. Polymery, které přicházejí v úvahu pro výrobu povlékacích roztoků, jsou výše uvedené polymery vodivé pro ionty, S výhodou se pro povlékání použije roztok polymeru, tvořícího membránu vodivou pro ionty. Povlak se nanáší zejména v tloušťce vrstvy 1 až 200 m, zejména 5 až 100 m.
Přitom může být buď kontaktní materiál nebo alespoň jedna z ploch membrány vodivé pro ionty povlečena katalyticky účinnou látkou. Podle dalšího provedení vynálezu může být katalyzátor obsažen v povlékacím materiálu zprostředkujícím ulpívání, tj . v rozpouštědle popř. v roztoku nanášeného polymeru.
Povlékání, nebo takzvané kondicionování, membrány vodivé pro ionty se provádí, pokud jde o jednostranné nanášení rozpouštědla nebo roztoku polymeru, prostřednictvím štěrbinové trysky. Jako štěrbinové vynálezu vhodné trysky mající šířku štěrbiny 10 až 1 000 m.
trysky jsou podle 0,1 až 5 m a šířku
Membrána se vede k povlékání kolem trysky buď v horizontálním směru (nad nebo pod tryskou) nebo ve vertikálním směru/vzestupně nebo sestupně.
• · • · ·· * · · · · ♦ · · · ··· ····· ·· · • · · · · • · ·· • φ · « · • · · • * * ·
Pří oboustranném kondicionování membrány se může provádět nanášení rozpouštědla nebo roztoku polymeru protahováním membrány mezi dvěma štěrbinovými tryskami nebo se kondicionování membrány provádí v namáčecí lázni obsahující povlékaný roztok.
Alternativně se může membrána povlékat tak, že se vede kolem rakle. Šířka rakle je s výhodou 0,1 až 5 m při šířce štěrbiny 5 až 500 m. Rychlost pásu je s výhodou mezi 0,5 mm/s až 10 m/s, s výhodou 5 mm/s až 1 m/s.
Pro laminování se jednotlivé komponenty, tzn. alespoň jeden kontaktní materiál vodivý pro elektrony a alespoň jedna membrána vodivá pro ionty, přivádí dohromady a navzájem se laminují mezi dvojicí válců nebo v lisu. S výhodou se kontaktní materiál a/nebo membrána vodivá pro ionty přivádějí dohromady jako ploché útvary a laminují se při teplotě 5 až 300 C, zejména 25 až 200 C, a při vhodném přitlačovacím tlaku, s výhodou 107 až 1012 Pa, zejména 108 až 1010 Pa. Přitom je třeba věnovat pozornost tomu, že přitlačovací tlak při použití válců je silně závislý na tvaru a velikosti válce. Tímto laminovacím procesem se elektrodová struktura nalisuje přímo na svrchní nabobtnalou nebo natavenou vrstvu membrány vodivé pro ionty.
Výroba elektrodových membránových svazků ze dvou membránových elektrodových polojednotek se provádí napuštěním membrány vodivé pro ionty jedné nebo obou membránových elektrodových polojednotek rozpouštědlem nebo roztokem polymeru, polohováním obou polojednotek a jejich přivedením dvojici válců a jejich laminonováním na celkovou membránovou elektrodovou jednotku.
φ φ φ φ φ φ φ φ · > ·· φφ ·· φ· · · · · · • · · * · φφφ • φφφφ· · φ φ • φ φ · φ φ • φφ φφ ·· φ· φφ
Průměr dvojice válců použitých podle vynálezu je s výhodou 0,1 až 2 m.
V jednom zvláštním provedení se může membrána vodivá pro ionty laminovat s kontaktním materiálem, který je předem nařezán na hotové jednotky uzpůsobené pozdějšímu účelu použití, např. s kusy rouna z uhlíku, které svým tvarem a velikostí odpovídají tvaru a velikosti roun z uhlíku použitých v palivovém článku. Podle vynálezu mohou být jednotky svinuty tak, že odstup mezi jednotkami odpovídá dvojité šířce nepovlečeného okraje membrány, potřebného v palivovém článku, s výhodou 0,1 až 100 mm, zejména 1 až 50 mm. Výhoda této varianty způsobu spočívá především v úspoře kroků způsobu při následujícím dalším zpracování získaných membránových elektrodových jednotek na palivové č1ánky.
Lamináty z kontaktního materiálu vodivé pro elektrony, katalyzátoru a membrány vodivé pro ionty, získané kontinuálním způsobem podle vynálezu, se v kontinuálním stupni, navazujícím na laminování, zbavují ulpělých přebytečných součástí.
Jedna možnost takovéhoto kondicionování sestává například v tom, že laminát se vede ve formě pásu skrze sušící úsek, vyhřátý na 10 až 250 C, zejména 20 až 200 C, tvořený například konvekční pecí. Tím způsobem se odpaří dosud ulpívající zbytky rozpouštědla nebo vody. V jednom zvláštním provedení může v sušícím úseku být teplotní gradient ve směru pohybu.
Další možnost odstranění těkavých složek spočívá • · v sušení laminátu pomocí infračerveného záření, zejména v kombinaci s navazující konvekční pecí.
• *·* • 0 · • Φ ·
V další variantě způsobu se může provádět odstranění přebytečných, ještě ulpívajících složek v navazujícím kroku praní. Tak se mohou např. ještě ulpívající rozpouštědlo popř. nerozpouštědlo nebo polymerní složky extrahovat kapalinou, která nerozpouští polymer tvořící membránu. Uplatnění zde nalézají například směsi voda/NMP, jakož i směsi NMP a nižších alifatických alkoholů. Podíl NMP je přitom s výhodou pod 25 %. Extrakce se při této variantě provádí zejména postřikováním laminátu kapalinou nebo protahováním pásu laminátu odpovídající ponořovací lázní, laminát podrobí procesu sušení provádět jak bylo popsáno výše.
pomocí vodících válců Po okapání extraktu se Sušení laminátu se může
Pro uvedení laminátu získaného způsobem podle vynálezu do tvaru vhodného pro vestavení do palivového článku může být jako další krok způsobu zařazen stupeň kondicionování, takzvaná konfekce.
Přitom se může laminát, přicházející jako pás, pomocí odpovídajícího řezacího nebo vysekávacího zařízení dělit v odpovídajících odstupech, uzpůsobených účelu dalšího využití. Jestliže bylo při výrobě laminátu použito jako kontaktního materiálu již kusů z rouna z uhlíku, řeže se laminátový pás v nepovlečených oblastech, takže získané kusy laminátu jsou povlečeny jen ve střední části, nikoliv však na okraji.
Dále je možné v navazujícím kroku nanášet na vnější, nepovlečené, nebo na povlečené okrajové zóny laminátu • 0 ·♦ · > · · > a · · · > · · · · • · · ·· ·· samovytvrzující těsnící materiál, takže kontaktní materiál již není propustný pro plyny (US-A 5 264 299). Zejména přitom docházejí využití jako těsnící materiály tvrditelné silikonové pryskyřice, které se nanášejí v kapalné formě a samočinně se vytvrzují. Takto nanesený těsnící materiál slouží při následné vestavbě laminátu nebo membránové elektrodové jednotky do palivového článku k bočnímu utěsnění článku a k zamezeni vystupování tekutin a unikání palivových nebo oxidačních plynů.
Zjišťováním střídavého odporu se získává informace o reprodukovatelnosti výroby laminátu. U laminátů z jedné série koreluje odpor s výkonem, nikoliv však mezi různými lamináty. Lamináty, které se vyrábí známými diskontinuálními způsoby vykazuji střídavé odpory, které kolísají mezi 10 m a 10 . Takto získané výrobky mají nepravidelnosti, vzduchové uzavřeniny nebo podobné chyby. Naproti tomu způsob podle vynálezu vede k jednotnému upevnění elektrodové struktury na membránu vodivou pro k laminátům s kolísáním šířky + 10 %, v provozním stavu). Odpory membránových jednotek získaných způsobem podle vynálezu jsou obvykle v oblasti 0,02 až 0,6 , zejména v oblasti 0,04 až 0,45 ionty a pravidelně zejména ± 5 % (měřeno elektrodových
Způsobem podle vynálezu se mohou vyrábět lamináty, zejména membránové elektrodové jednotky a/nebo elektrodové membránové svazky, jednoduchým, hospodárným a dobře reprodukovatelným způsobem. Proto se hodí pro vestavení do palivových článků a elektrylozérů.
Přehled obrázků na výkresech pomoci příkladů » · 9 ·
«·0
Vynález bude blíže objasněn za provedení a připojených výkresů.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Membránový materiál (obr. 3, 1) : Sulfonovaný polyarylketon podle vzorce (1), vyrobený podle EP 0 574 791, iontoměničový ekvivalent 1,4 mmol/g, tloušťka 100 m, ve formě role, šířka 400 mm.
X = -SO3H, -H (1)
Povlékací materiál (Obr. 3, 3): Směs sestávající z g sulfonovaného polymeru, který je identický s membránovým materiálem, g platinového katalyzátoru (30 % Pt/Vulcan XC-72, Fa. E-Tek, lne. Natick, USA), g A-methylpyrrolidonu.
Uhlíková tkanina (obr. 3, 4): VP 676, Fa. SGL Carbon
GmbH, Wiesbaden, Německo.
·· ·· ·· • · ··· · · ·· · · « ·· ·· ···· « • · · · « · · < · ·· »·
Membrána 1 se rychlostí 5 mm/s vede mezi dvěma štěrbinovými tryskami 2 (šířka trysky je 370 mm, šířka štěrbiny 500 τη) , přičemž se na obě strany membrány nanáší povlak 2 o tlouštce 100 m. Za štěrbinovými tryskami se pomocí dvou válců £ (šířka 450 mm, průměr 200 mm) oboustranně prokládá uhlíkovou tkaninou 4., takže vzniká laminát. Horní válec vykonává na laminát, procházející pod ním, sílu 1 000 N. Laminát, přicházející jako pás, se vede skrze dvoukomorovou pec £ (délka 3 m) , ve které se odstraní NMP z povlakového materiálu 2. První komora (délka 1 m) se temperuje na 12 0 C, druhá komora (délka 2 m) na 8 0 C. Za pecí se laminát dělí kontinuálně pracujícími nůžkami 2 na kusy 2; šířka kusu je dána šířkou pásu laminátu, délka kusu je 500 mm. Takto získaný laminát může být vestavěn jako membránová elektrodová jednotka do membránového palivového článku a dodává v něm při provozu vodík/kyslík (vždy 2 bar a 80 C) maximální elektrický výkon 3,1 kw/m2.
Příklad 2
Varianta příkladu 1. Po naválcování tkaniny (obr. 3) z uhlíku se v místě označeném A laminát zavádí přes vodící válce (průměr 1 m) do aparatury načrtnuté na obr. 4. Pomocí dvou tryskových hlav £ se na membránu oboustranně nástřikuje voda (25 ml/s), kterou se z povlaku extrahuje NMP. 0,5 m pod tryskovými hlavami se nacházejí na obou stranách pásu laminátu odtokové žlaby IQ pro nastříkanou vodu. Přes vodící válec se laminát návazně vede do pece £ (obě komory 8 0 C; za peci se nalézají navíc vždy dvě obchodně dostupné 150W IR-lampy 100 mm nad a pod laminátem) , a dále se zpracovává jako v příkladu 1. Takto získaný laminát může být vestavěn elektrodová jednotka do membránová j ako membránového palivového článku, a dodává v něm při provozu vodík/kyslík
9 ♦ · »9 9 · 9
9 « 9 9 · 999
999 99 «9 99 99 9« (vždy 2 bar a 80 C) maximální elektrický výkon 3,8 kw/m2.
Příklad 3
Pro následující provedení se používá laminát z obchodně dostupného rouna z uhlíku (TGP-H-120, Fa. Toray, Tokio, Japonsko), které je povlečeno naprašovánim 40 g/m2 platiny, a obchodně dostupné polyetylenové sítě. Rouno z uhlíku se nalisovává v jednotlivých kusech 11 (80 x 120 mm) na síť 12.
a vzniká tak rozdělení načrtnuté na obr. 5, ve kterém jsou kusy rouna z uhlíku navzájem odděleny meziprostory. Strana povlečená platinou přitom je odvrácena od strany laminované polyetylenovou sítí.
Laminát se použije místo tkaniny z uhlíku v příkladu 2. Na rozdíl od příkladu 2 však povlékací roztok neobsahuje katalyzátor. Laminát se uvádí do styku s membránou přes stranu s rounem z uhlíku. Výsledný laminát sestává z membrány 12, opatřené oboustranně izolovanými kusy 14 tkaniny z uhlíku (obr. 6) . Pomocí sestavy kontinuálně pracujících nůžek (obchodně dostupné perforační nástroje) se tento laminát stříhá podél čáry 15. Vznikají tak kusy laminátu (obr. 7), jejichž okraje 16 sestávají jen z volné membrány a mezi okraji jsou povlečeny tkaninou 17 z uhlíku, obsahující katalyzátor. Tyto kusy jsou vhodné zejména jako membránové elektrodové jednotky pro stohování do membránových palivových článků, neboť volné a hladké okraje lze, popř. za použití obvyklého elastického těsnění, plynotěsně uzavřít. Laminát je vestavěn jako membránová elektrodová jednotka do membránového palivového článku, a dodává v něm při provozu vodik/kyslík (vždy 2 bar a 80 C) maximální elektrický výkon 2,9 kW/m2.
I ·Μ
Příklad 4
Laminát získaný podle příkladu 1 se potiskne pomocí známého kontinuálního hlubokotisku roztokem silikonové gumy (Sylgard™,DOW). Tiskové zařízení je integrováno přímo za pecí a vytváří na laminátu rastr (obr. 8) z pogumovaných oblastí 18, ve kterých je tkanina z uhlíku zcela nasycena silikonovou gumou. Pomocí sestavy kontinuálně pracujících nůžek (obchodně dostupné perforačni nástroje) se tento laminát stříhá podél čáry 19 . Získají se tak membránové elektrodové jednotky s integrovaným postranním utěsněním 18 proti plynu (obr. 9).
Příklad 5
Srovnávací pokus k příkladu 1. Membránový materiál, povlékací materiál, tkanina z uhlíku a množstevní poměry jako v příkladu 1. Postup: membránový materiál 19 (200 x 200 mm2) , povlékací materiál 20 (180 x 180 mm2) , nanášený skříňovou raklí) a tkanina 21 z uhlíku (180 x 180 mm2) se navzájem slisují, jak je znázorněno na obr. 10 (P = 1C9 Pa, t = 30 min, T = 80 °C).
Stanovení střídavého odporu laminátů:
Pro měření se laminát napne mezi dvě poloviny ocelového bloku s válcovitým vyfrázováním, jehož průměr je 40 mm. Vyfrézování je vyloženo ocelovým rounem. Svrchní ocelové rouno vyčnívá 0,2 mm z vyfrézování. Šířka oka rouna je 0,5 mm. Elektrody přečnívají o 5 mm přes okraj ocelového rouna. V tom případě se napodobují poměry v testovaném článku a pro vyrovnání poměrů v testovaném článku se zabuduje membránové elektrodové spojení (MEA) ve stavu
- 21 « připraveném provozu. Po upnutí laminátu mezi poloviny ocelového bloku se tyto poloviny stáhnou pomocí šroubů se závitem M12. Pro rovnoměrné zatížení se mezi ocelový blok a matice vloží podložky jako pružiny. Dříve než se navlečou matky, vloží se na laminát pro měření střídavého odporu obdélníkové napětí 1 kHz. Měřené napětí (jako Vss) je menší než 12 Volt. K měření s používá měřící přístroj Voltcraft LCR Typ 4090. Pak se matky křížem pomalu dotahují, až již nenastávají žádné znatelné změny střídavého odporu. Konečný odpor se odečte po třech minutách fáze přizpůsobování. Kolísání střídavého odporu laminátu vyrobeného podle vynálezu je < 10 %, s výhodou < 5 %.
Zastupuje:
Dr. Miloš Všetečka v.r.
JUDr. Miloš Všetečka advokát
120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (26)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby laminátů, které obsahují alespoň jednu vprostřed uspořádanou membránu vodivou pro ionty, která je alespoň v podstatné části obou protilehlých ploch elektricky vodivě spojena s alespoň jednou katalyticky účinnou látkou a s alespoň jedním plochým, pro plyn propustným kontaktním materiálem, vodivým pro elektrony, pří kterém se spojení alespoň dvou uvedených komponent provádí laminováním, vyznačující se tím, že spojování membrány vodivé pro ionty, katalyticky účinné látky a kontaktního materiálu, vodivého pro elektrony, se provádí kontinuálně.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty se pomoci dopravního a přiváděciho zařízení polohově přesně uvádí do styku alespoň s kontaktním materiálem, vodivým pro elektrony, a obě komponenty se vzájemným stlačením spolu laminují a spojují.
  3. 3. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že laminování se provádí pomocí válců vyvíjejících tlak.
  4. 4. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty a/nebo kontaktní materiál se přivádí a zpracovává ve formě pásu.
  5. 5. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že kontaktní materiál vodivý pro
    16 72567 (72567a)
    9·* 9 9
    9 9 9 9 9 9
    9 9«· 9999 «9 · · 999« ·
    Upřa ve ná strana elektrony a/nebo alespoň jedna z ploch membrány vodivé pro ionty je povlečena katalyticky účinnou látkou.
  6. 6. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 az 5, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty je membrána vodivá pro kationty.
  7. 7. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty obsahuje polymer ze skupiny zahrnující polyaryleterketony, polyarylensulfidy, polyaryletersulfony, póly-1,4-fenyleny, polybenzimidazoly nebo ze skupiny sulfonovaných polyaramidů nebo úplně fluorovaný polymer.
  8. 8. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že katalyzátor je platinový, zlatý, rhodiový, iridiový nebo rutheniový katalyzátor.
  9. 9. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že kontaktní materiál vodivý pro elektrony je plošný útvar z uhlíkových vláken ze skupiny zahrnující papír z uhlíku, rouno z uhlíku, tkaninu z uhlíku, plši z uhlíku, nebo kompozity z uhlíkových vláken nebo kovy.
  10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že jako kontaktní materiál se používá grafitizovaný plošný útvar z uhlíkových vláken.
  11. 11. Způsob podle nároku 9 nebolO, tím, že kontaktní materiál je útvar jehož vlákna a kontaktní body vláken vrstvou z uhlíku.
    vyznačující se z uhlíkových vláken, jsou dále potaženy
    16 72567 (72567a)
    ΧΉΟ - Rf
    444
    4 4
    4 * 4 4 4 *
    4 44* 4 4 4·^ ··..· Upravená strana
  12. 12. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty se alespoň na jedné své ploše laminuje s kontaktním materiálem vodivým pro elektrony.
  13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty je na každé ze svých ploch spojena s rozdílným kontaktním materiálem.
  14. 14. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 12 nebo 13, vyznačující se tím, že membrána vodivá pro ionty se na svých obou plochách laminuje s kontaktním materiálem, vodivým pro elektrony, který nese katalyzátor, přičemž kontaktní materiál pro jednu stranu membrány nese jiný katalyzátor než kontaktní materiál pro druhou stranu membrány.
  15. 15. Způsob podle alespoň jednoho vyznačující se tím, že se elektrodová jednotka tím, že se dva vždy z membrány vodivé pro ionty a vodivého pro elektrony, laminováním vodivých pro ionty.
    z nároků 12 nebo 13, vytváří membránová lamináty, sestávající kontaktního materiálu spojují na površích,
  16. 16. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že pro spojeni komponent se kontaktní materiál vodivý pro elektrony nebo alespoň jedna plocha membrány nebo obě komponenty kontinuálně povlékají rozpouštědlem nebo roztokem polymeru.
  17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že katalyzátor je obsažen v povlékacím materiálu zprostředkujícím ulpění.
    16 72567 (72567a) /Zr' ’· opravená strana
  18. 18. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 16 a 17, vyznačující se tím, že se pro povlékání používá roztok polymeru, který obsahuje polymer vodivý pro ionty, který tvoří membránu.
  19. 19. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že laminované komponenty se stanoveným způsobem přivádějí do vzájemného styku pomocí přiváděcího a polohovacího zařízení a laminují se při teplotě 5 až 300 C.
  20. 20. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že laminované komponenty se stanoveným způsobem přivádějí do vzájemného styku pomocí přiváděcího a polohovacího zařízení a laminují se při tlaku IQ7 až 1012 Pa.
  21. 21. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 20, vyznačující se tím, že se získaný laminát v kontinuálním kroku navazujícím na laminování zbavuje ulpívajících přebytečných součástí.
    22 . Způsob podle nároku 21, vy z n a č u j í c í se tím, že se laminát vede vyhřívaným sušícím úsekem s teplotou 10 až 250 C. 23 . Způsob podle nároku 21, v y z n a č u j í c í se
    tím, že se přebytečné součásti odstraňují v navazujícím kroku praní a laminát se pak suší.
  22. 24. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 23, vyznačující se tím, že v kontinuálním kroku
    16 72567 (72567a) • Β Β Β • Β ΒΒ ”· Uplavená strana
    Β ΒΒΒΒ
    Β Β Β Β
    Β Β Β Β ΒΒ ·Β navazujícím na laminování se na vnější okrajové oblasti laminátu, podél nichž je při jeho pozdějším použití potřebné utěsnění proti tekutinám a plynům, nanáší těsnící materiály.
  23. 25. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 24, vyznačující se tím, že laminát se v procesu navazujícím na laminování rozděluje v odstupech odpovídajících účelu dalšího využití.
  24. 26. Laminát vyrobený způsobem podle alespoň jednoho z nároků 1 až 25, přičemž laminát z jedné série má rozsah kolísání odporu střídavého proudu + 10 %.
  25. 27. Laminát podle nároku 26, vyznačující se tím, že tvoří membránovou elektrodovou jednotku.
  26. 28. Použití laminátu vyrobeného podle alespoň jednoho z nároků 1 až 27 v palivových článcích nebo elektrolyzérech.
CZ981959A 1995-12-22 1996-12-20 Kontinuální způsob výroby membránových elektrodových spojení CZ195998A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19548421A DE19548421B4 (de) 1995-12-22 1995-12-22 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ195998A3 true CZ195998A3 (cs) 1998-11-11

Family

ID=7781202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ981959A CZ195998A3 (cs) 1995-12-22 1996-12-20 Kontinuální způsob výroby membránových elektrodových spojení

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6197147B1 (cs)
EP (1) EP0868760B2 (cs)
JP (1) JP3965484B2 (cs)
KR (1) KR100400950B1 (cs)
CN (1) CN1129972C (cs)
AT (1) ATE193159T1 (cs)
BR (1) BR9612164A (cs)
CA (1) CA2241022C (cs)
CZ (1) CZ195998A3 (cs)
DE (2) DE19548421B4 (cs)
DK (1) DK0868760T3 (cs)
ES (1) ES2148834T3 (cs)
PL (1) PL327288A1 (cs)
RU (1) RU2172542C2 (cs)
TW (1) TW387841B (cs)
WO (1) WO1997023919A1 (cs)

Families Citing this family (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6159533A (en) * 1997-09-11 2000-12-12 Southwest Research Institute Method of depositing a catalyst on a fuel cell electrode
DE19548422A1 (de) * 1995-12-22 1997-09-11 Hoechst Ag Materialverbunde und ihre kontinuierliche Herstellung
DE19548421B4 (de) † 1995-12-22 2004-06-03 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten
EP1007308B1 (en) * 1997-02-24 2003-11-12 Superior Micropowders LLC Aerosol method and apparatus, particulate products, and electronic devices made therefrom
US5945233A (en) * 1997-07-16 1999-08-31 Avents Research & Technologies Gmbh & Co. Kg Process for producing polybenzimidazole pastes and gels for use in fuel cells
US6042968A (en) * 1997-07-16 2000-03-28 Aventis Research & Technologies Gmbh & Co. Kg Process for producing polybenzimidazole fabrics for use in fuel
US5910378A (en) * 1997-10-10 1999-06-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Membrane electrode assemblies
US6291091B1 (en) 1997-12-24 2001-09-18 Ballard Power Systems Inc. Continuous method for manufacturing a Laminated electrolyte and electrode assembly
BE1011693A3 (nl) * 1998-01-07 1999-12-07 Zevco Belgium Besloten Vennoot Werkwijze voor het vervaardigen van een pem-enkelcel.
US6610436B1 (en) 1998-09-11 2003-08-26 Gore Enterprise Holdings Catalytic coatings and fuel cell electrodes and membrane electrode assemblies made therefrom
WO2000026982A2 (de) * 1998-10-30 2000-05-11 Siemens Aktiengesellschaft Membran-elektroden-einheit für eine pem-brennstoffzelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE19910773A1 (de) * 1999-03-11 2000-09-28 Degussa Verfahren zum Aufbringen von Elektrodenschichten auf eine bandförmige Polymerelektrolytmembran für Brennstoffzellen
JP4639415B2 (ja) * 1999-07-02 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 薄膜積層装置
DE19962686A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-26 Siemens Ag Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle und Herstellungsverfahren dazu
FR2805927B1 (fr) * 2000-03-03 2002-04-12 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'assemblages electrodes-membrane-et electrode-membraneelectrode, assemblage ainsi obtenus, et dispositif de pile combustible comprenant ces assemblages
FR2810794A1 (fr) * 2000-06-26 2001-12-28 Sorapec Association d'electrodes et de membrane comportant des conducteurs protoniques
JP2002015755A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Honda Motor Co Ltd リン酸型燃料電池の製造方法
WO2002005371A1 (en) 2000-07-06 2002-01-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing film electrode jointed product and method for producing solid polymer type fuel cell
CA2415757C (en) * 2000-07-14 2008-03-18 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Apparatus and process for producing resin-impregnated cured sheet and apparatus and process for producing carbonaceous material sheet
JP4641612B2 (ja) * 2000-09-14 2011-03-02 株式会社トクヤマ ガス拡散電極用プロトン伝導性付与剤
DE10050467A1 (de) 2000-10-12 2002-05-16 Omg Ag & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer Membran-Elektrodeneinheit für Brennstoffzellen
JP2002280012A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池用電解質膜電極接合体の製造方法
US6823584B2 (en) 2001-05-03 2004-11-30 Ballard Power Systems Inc. Process for manufacturing a membrane electrode assembly
DE10124272A1 (de) * 2001-05-18 2002-11-21 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Polymerelektrolytmembran-Elektrodenanordnung
US6689970B2 (en) * 2001-10-04 2004-02-10 Lester E. Burgess Pressure actuated switching device and method and system for making same
US20060159838A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Controlling ink migration during the formation of printable electronic features
US20030108664A1 (en) * 2001-10-05 2003-06-12 Kodas Toivo T. Methods and compositions for the formation of recessed electrical features on a substrate
KR20040077655A (ko) 2001-10-19 2004-09-06 슈페리어 마이크로파우더스 엘엘씨 전자 형상 증착용 테잎 조성물
US7553512B2 (en) * 2001-11-02 2009-06-30 Cabot Corporation Method for fabricating an inorganic resistor
DE10159476A1 (de) * 2001-12-04 2003-07-17 Omg Ag & Co Kg Verfahren zur Herstellung von Membran-Elektrodeneinheiten für Brennstoffzellen
RU2208271C1 (ru) * 2002-01-28 2003-07-10 Государственное унитарное предприятие Компания "МЭТИС" (дочернее предприятие ГП "Красная Звезда") Активный слой электродов для топливных элементов
DK1341250T3 (da) * 2002-02-28 2011-08-22 Umicore Ag & Co Kg Fremgangsmåde til fremstilling af katalysatorbelagte membraner og membram-elektroenheder til brændstofceller
DE10209419A1 (de) * 2002-03-05 2003-09-25 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Polymerelektrolytmembran und deren Anwendung in Brennstoffzellen
KR100993157B1 (ko) * 2002-03-06 2010-11-09 바스프 푸엘 셀 게엠베하 감소된 메탄올 투과성을 갖는 양성자 전도성 전해질 막 및연료 전지에서의 이의 용도
DE10213540A1 (de) * 2002-03-06 2004-02-19 Celanese Ventures Gmbh Lösung aus Vinylphosphonsäure, Verfahren zur Herstellung einer Polymerelektrolytmembran aus Polyvinylphosphaonsäure und deren Anwendung in Brennstoffzellen
US20050118478A1 (en) * 2002-03-06 2005-06-02 Joachim Kiefer Mixture comprising sulphonic acid containing vinyl, polymer electrolyte membrane comprising polyvinylsulphonic acid and the use thereof in fuel cells
US6868890B2 (en) * 2002-04-03 2005-03-22 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for peeling a thin film from a liner
US20030188616A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 Behymer Lance E. Compliant cutting die apparatus for cutting fuel cell material layers
US6740131B2 (en) * 2002-04-03 2004-05-25 3M Innovative Properties Company Apparatus for automatically fabricating fuel cell
US20030188615A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 3M Innovative Properties Company Angled product transfer conveyor
US7432009B2 (en) 2002-04-03 2008-10-07 3M Innovative Properties Company Lamination apparatus and methods
EP1518282B1 (de) * 2002-04-25 2010-09-08 BASF Fuel Cell GmbH Mehrschichtige elektrolytmembran
US6933003B2 (en) * 2002-06-13 2005-08-23 General Motors Corporation Method of making membrane electrode assemblies
DE10230477A1 (de) * 2002-07-06 2004-01-15 Celanese Ventures Gmbh Funktionalisierte Polyazole, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
US7332530B2 (en) * 2002-08-02 2008-02-19 Celanese Ventures Gmbh Proton-conducting polymer membrane comprising a polymer with sulphonic acid groups and use thereof in fuel cells
DE10239701A1 (de) * 2002-08-29 2004-03-11 Celanese Ventures Gmbh Polymerfolie auf Basis von Polyazolen und deren Verwendung
DE10246459A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-15 Celanese Ventures Gmbh Protonenleitende Polymermembran umfassend Phosphonsäuregruppen enthaltende Polyazole und deren Anwendung in Brennstoffzellen
DE10246373A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-15 Celanese Ventures Gmbh Protonenleitende Polymermembran umfassend Sulfonsäuregruppen enthaltende Polyazole und deren Anwendung in Brennstoffzellen
US20040071881A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for the continuous coating of an ion-exchange membrane
DE10301810A1 (de) † 2003-01-20 2004-07-29 Sartorius Ag Membran-Elektroden-Einheit, Polymermembranen für eine Membran-Elektroden-Einheit und Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US20050031938A1 (en) * 2003-01-27 2005-02-10 Burdine Robert Van Rapidly rechargeable electric power system
JP4068988B2 (ja) * 2003-02-20 2008-03-26 Ｊｓｒ株式会社 電解膜−電極基板複合体の製造方法
JP4033126B2 (ja) * 2003-02-20 2008-01-16 セイコーエプソン株式会社 燃料電池製造装置および燃料電池の製造方法
US7195690B2 (en) 2003-05-28 2007-03-27 3M Innovative Properties Company Roll-good fuel cell fabrication processes, equipment, and articles produced from same
EP1492184A1 (de) * 2003-06-27 2004-12-29 Umicore AG & Co. KG Verfahren zur Herstellung einer katalysatorbeschichteten Polymerelektrolyt-Membran
US20050014056A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Membrane electrode unit for electrochemical equipment
WO2005006480A2 (de) * 2003-07-14 2005-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Membran-elektroden-einheit für die wasserelektrolyse
US7820314B2 (en) * 2003-07-27 2010-10-26 Basf Fuel Cell Research Gmbh Proton-conducting membrane and use thereof
US20050041251A1 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Hong Cao Method and apparatus for measuring loading of waterproofing agent in carbon substrate
US20050072514A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-07 Yan Susan G. Method of making membrane electrode assemblies
WO2005055349A1 (ja) 2003-12-02 2005-06-16 Nissan Motor Co., Ltd. 燃料電池の製造
JP3912384B2 (ja) * 2004-02-10 2007-05-09 セイコーエプソン株式会社 燃料電池の製造方法
JP4696462B2 (ja) * 2004-04-01 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 膜電極接合体の製造方法
ITMI20041035A1 (it) * 2004-05-24 2004-08-24 Hysytech Srl Metodo per fabbricare componenti per celle combustibili e cella combustile realizzata con tale metodo
US20070289707A1 (en) * 2004-07-01 2007-12-20 Umicore Ag & Co Kg Lamination Process for Manufacture of Integrated Membrane-Electrode-Assemblies
US20080020253A1 (en) * 2004-07-09 2008-01-24 Ingo Neubert Method for Producing a Membrane-Electrode Unit
JP4290616B2 (ja) * 2004-07-21 2009-07-08 三洋電機株式会社 燃料電池用電解質、膜電極接合体、燃料電池スタック、燃料電池システムおよび燃料電池用電解質の製造方法
JP4290615B2 (ja) * 2004-07-21 2009-07-08 三洋電機株式会社 膜電極接合体、燃料電池スタック、燃料電池システムおよび膜電極接合体の製造方法
US20060022081A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Pemeas Gmbh Cartridge and method for handling thin film membranes
CN101002356B (zh) * 2004-08-18 2010-11-17 旭硝子株式会社 燃料电池用电解质聚合物及其制造方法、电解质膜以及膜·电极接合体
DE102004040123B4 (de) * 2004-08-18 2007-05-31 Sartorius Ag Dosiervorrichtung für pulverförmiges Material und Pressvorrichtung
JP2006116816A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Sumitomo Chemical Co Ltd 積層体の製造方法及び製造装置
DE102004054503A1 (de) * 2004-11-11 2006-05-24 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Membran-Elektroden-Einheiten
KR100612873B1 (ko) 2004-11-20 2006-08-14 삼성에스디아이 주식회사 금속 촉매와 전극의 제조방법
JP4870360B2 (ja) 2005-01-07 2012-02-08 三星電子株式会社 燃料電池用電極および燃料電池並びに燃料電池用電極の製造方法
WO2006076615A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Ink-jet printing of compositionally no-uniform features
US7533361B2 (en) * 2005-01-14 2009-05-12 Cabot Corporation System and process for manufacturing custom electronics by combining traditional electronics with printable electronics
US7824466B2 (en) 2005-01-14 2010-11-02 Cabot Corporation Production of metal nanoparticles
WO2006076614A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation A process for manufacturing application specific printable circuits (aspc's) and other custom electronic devices
WO2006076609A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Printable electronic features on non-uniform substrate and processes for making same
KR20070097500A (ko) * 2005-01-14 2007-10-04 캐보트 코포레이션 보안 형상부, 이의 이용 및 이의 제조 방법
WO2006076603A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Printable electrical conductors
WO2006076606A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Optimized multi-layer printing of electronics and displays
WO2006076613A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Metal nanoparticle compositions
US8383014B2 (en) 2010-06-15 2013-02-26 Cabot Corporation Metal nanoparticle compositions
RU2279906C1 (ru) * 2005-02-28 2006-07-20 Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН) Способ получения протонпроводящих полимерных мембран
WO2006132595A1 (en) * 2005-06-04 2006-12-14 Agency For Science, Technology And Research Laminated battery
WO2007032442A1 (ja) * 2005-09-15 2007-03-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 膜－膜補強部材接合体、膜－触媒層接合体、膜－電極接合体、及び高分子電解質形燃料電池
WO2007079255A2 (en) * 2005-12-29 2007-07-12 3M Innovative Properties Company Method of making a membrane electrode assembly
JP4725355B2 (ja) * 2006-02-22 2011-07-13 大日本印刷株式会社 撥水性材料の製造装置、及び撥水性材料の製造方法
US8168025B2 (en) * 2006-04-21 2012-05-01 Bdf Ip Holdings Ltd. Methods of making components for electrochemical cells
KR100776687B1 (ko) 2006-05-11 2007-11-28 한국과학기술연구원 대전 및 전사 과정을 이용한 연료전지용 막-전극 결합체제조 방법
JP4946666B2 (ja) * 2006-07-04 2012-06-06 住友化学株式会社 高分子電解質エマルションおよびその用途
US8318385B2 (en) * 2006-09-19 2012-11-27 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing fuel cell electrode
KR100774729B1 (ko) * 2006-11-15 2007-11-08 현대자동차주식회사 서브레이어를 이용한 전사법으로 3-레이어 전해질막/전극접합체를 제조하는 방법
JP2008311012A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Toyota Motor Corp 燃料電池用電極材料接合体の製造装置および製造方法、燃料電池
JP5169057B2 (ja) * 2007-08-03 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 膜電極拡散層接合体の製造方法および製造装置、燃料電池
JP2011150789A (ja) * 2008-05-13 2011-08-04 Sharp Corp 膜電極複合体およびその製造方法
DE102008025930A1 (de) 2008-05-29 2009-12-03 Elcomax Membranes Gmbh Verfahren zur automatisierten Herstellung von Membran-Elektrodeneinheiten
JP5201349B2 (ja) * 2008-12-17 2013-06-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用膜−電極接合体製造方法
GB2471017B (en) * 2009-06-10 2012-02-15 Friedrich Wilhelm Wieland Improved fuel cell cathode and fuel cell
EP2535972A1 (en) * 2010-02-10 2012-12-19 Panasonic Corporation Catalyst-coated membrane assembly manufacturing method and device
JP2012094315A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Nihon Gore Kk 燃料電池用アノード側触媒組成物およびこれを含んでなる固体高分子形燃料電池用膜電極接合体（ｍｅａ）
JP5898572B2 (ja) * 2012-06-13 2016-04-06 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極材の製造方法及び非水電解質二次電池の製造方法
CN102945977B (zh) * 2012-11-09 2014-09-03 江南石墨烯研究院 一种用于甲醇燃料电池的复合质子交换膜及制备方法
US20140261981A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 GM Global Technology Operations LLC Cathode composite structure and methods thereof for improved fuel cell performance under high humidity
FR3004140B1 (fr) * 2013-04-09 2015-05-08 Batscap Sa Systeme et procede de fabrication d'un ruban de complexe de stockage d'energie electrique
JP6655941B2 (ja) * 2015-10-19 2020-03-04 東京応化工業株式会社 触媒層形成装置、触媒層の形成方法、燃料電池製造システム、及び燃料電池の製造方法
US10377512B2 (en) * 2016-10-10 2019-08-13 Alliance Spacesystems, Llc Assembly and mounting of a reflective film on a composite structure
RU2738206C1 (ru) * 2017-03-22 2020-12-09 Асахи Касеи Кабусики Кайся Электрод для электролиза, слоистое изделие, обмотка, электролизер, способ изготовления электролизера, способ обновления электрода, способ обновления слоистого изделия и способ изготовления обмотки
CN108842161B (zh) * 2018-05-30 2019-11-01 中氧科技（广州）有限公司 用于制备臭氧的膜电极组件的生产设备及其使用方法
CN108796540B (zh) * 2018-05-30 2020-04-21 中氧科技（广州）有限公司 臭氧发生器用膜电极组件的生产设备及其使用方法
WO2020059627A1 (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 旭化成株式会社 積層体、積層体の保管方法、積層体の輸送方法、保護積層体、及びその捲回体
US11430974B2 (en) * 2019-05-17 2022-08-30 Ppg Industries Ohio, Inc. System for roll-to-roll electrocoating of battery electrode coatings onto a foil substrate
CN111477885B (zh) * 2020-04-10 2021-07-23 武汉理工氢电科技有限公司 一种3ccm的生产方法
KR20220080929A (ko) * 2020-12-08 2022-06-15 현대자동차주식회사 막-전극 접합체 제조장치 및 막-전극 접합체를 제조하는 방법
US20240167219A1 (en) * 2021-03-31 2024-05-23 Sony Group Corporation Adaptive fabrics with selective permeability and their uses
DE102023200659A1 (de) * 2023-01-27 2024-08-01 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung einer katalysatorbeschichteten Membran für eine Elektrolysezelle und entsprechend hergestellte Zelle
DE102023205168A1 (de) * 2023-06-02 2024-12-05 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung einer katalysatorbeschichteten Membran für eine elektrochemische Zelle und entsprechend hergestellte Elektrolysezelle

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3134697A (en) † 1959-11-03 1964-05-26 Gen Electric Fuel cell
DE1471649A1 (de) * 1964-03-20 1969-03-13 Siemens Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Gasdiffusionselektroden
US3393100A (en) † 1965-10-01 1968-07-16 Gen Electric Process of generating electrical energy utilizing a fuel containing carbon monoxide and a fuel cell electrode structure therefor, comprising a carbon-monoxide resistant electrode body
FR2019831A1 (cs) 1968-10-03 1970-07-10 Owens Illinois Inc
NL6914874A (cs) 1968-10-03 1970-04-07
US4161815A (en) * 1977-06-30 1979-07-24 Polaroid Corporation Methods for making electrical cells and batteries
US4175165A (en) † 1977-07-20 1979-11-20 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Fuel cell system utilizing ion exchange membranes and bipolar plates
SU675491A1 (ru) * 1978-03-16 1979-07-25 Предприятие П/Я В-2763 Способ изготовлени мембраноэлектродного блока
US4287232A (en) † 1978-06-28 1981-09-01 United Technologies Corporation Dry floc method for making an electrochemical cell electrode
JPS5538934A (en) 1978-09-07 1980-03-18 Agency Of Ind Science & Technol Production of ion exchange membrane-catalyst electrode bonded material
US4215183A (en) * 1979-01-02 1980-07-29 General Electric Company Wet proofed conductive current collector for the electrochemical cells
DE2941774C2 (de) † 1979-10-16 1985-03-21 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer kunststoffgebundenen Aktivkohleschicht für dünne Gasdiffusionselektroden
NL8003949A (nl) * 1980-07-09 1982-02-01 Electrochem Energieconversie Werkwijze voor de vervaardiging van een laag van een elektrode voor een cel, in het bijzonder voor een brandstofcel.
GB2095025B (en) † 1981-03-17 1984-11-21 Hitachi Ltd Acid electrolyte fuel cell
US4469579A (en) † 1981-06-26 1984-09-04 Diamond Shamrock Corporation Solid polymer electrolytes and electrode bonded with hydrophylic fluorocopolymers
US4498941A (en) * 1981-08-05 1985-02-12 Goldsworthy Engineering, Inc. Method for producing fiber reinforced sheet structures
US4437952A (en) * 1982-01-04 1984-03-20 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Coextruded multilayer cation exchange membranes
DE3307057C2 (de) * 1983-03-01 1991-02-14 Held, Kurt, 7218 Trossingen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung kupferkaschierter Elektrolaminate
CH663221A5 (de) 1984-01-26 1987-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur kontinuierlichen beschichtung eines feststoffelektrolyten mit einem katalytisch aktiven metall.
US4826554A (en) 1985-12-09 1989-05-02 The Dow Chemical Company Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder
JPS63269458A (ja) † 1987-04-28 1988-11-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
US5146391A (en) * 1987-04-30 1992-09-08 Specialised Conductives Pty. Ltd. Crosslinked electrolyte capacitors and methods of making the same
US4927909A (en) 1987-09-18 1990-05-22 Hoechst Celanese Corp. Fabrication of high performance polybenzimidazole films
DE3813744A1 (de) * 1988-04-23 1989-11-02 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von werkstoffverbunden als blechtafeln, blechbaender und folien mit oberflaechiger skelettstruktur und verwendung der werkstoffverbunde
US4855196A (en) † 1988-06-23 1989-08-08 Kw Battery Company Multilaminate material and separator assembly for electrochemical cells
US4988582A (en) † 1990-05-04 1991-01-29 Bell Communications Research, Inc. Compact fuel cell and continuous process for making the cell
US5290642A (en) † 1990-09-11 1994-03-01 Alliedsignal Aerospace Method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell
US5176966A (en) † 1990-11-19 1993-01-05 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell membrane electrode and seal assembly
US5211984A (en) * 1991-02-19 1993-05-18 The Regents Of The University Of California Membrane catalyst layer for fuel cells
US5219673A (en) † 1991-08-23 1993-06-15 Kaun Thomas D Cell structure for electrochemical devices and method of making same
US5399184A (en) † 1992-05-01 1995-03-21 Chlorine Engineers Corp., Ltd. Method for fabricating gas diffusion electrode assembly for fuel cells
US5264542A (en) 1992-05-27 1993-11-23 Hoechst Celanese Corp. Process for preparing stabilized polybenzimidazole products
DE59309908D1 (de) 1992-06-13 2000-01-27 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Polymerelektrolyt-Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH0644984A (ja) * 1992-07-23 1994-02-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子電解質型燃料電池用電極
US5284571A (en) 1992-09-04 1994-02-08 General Motors Corporation Method of making electrodes for electrochemical cells and electrodes made thereby
SE470534B (sv) † 1992-11-27 1994-07-25 Electrolux Ab Förfarande för framställning av ett membranfilter samt membranfilter för fluidrenare
DE4241150C1 (de) 1992-12-07 1994-06-01 Fraunhofer Ges Forschung Elektrodenmembran-Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
JP2649470B2 (ja) 1993-01-22 1997-09-03 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池
US5470357A (en) † 1993-03-05 1995-11-28 Bell Communications Research, Inc. Method of making a laminated lithium-ion rechargeable battery cell
US5494550A (en) * 1993-09-07 1996-02-27 Sensormatic Electronics Corporation Methods for the making of electronic article surveillance tags and improved electronic article surveillance tags produced thereby
DE69435230D1 (de) * 1993-12-30 2009-10-01 Miyake Kk Verbundfolie mit schaltungsförmiger Metallfolie oder dergleichen und Verfahren zur Herstellung
DE4437492A1 (de) 1994-10-20 1996-04-25 Hoechst Ag Metallisierte Kationenaustauscher-Membran
DE19509749C2 (de) * 1995-03-17 1997-01-23 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus Elektrodenmaterial, Katalysatormaterial und einer Festelektrolytmembran
DE19517911A1 (de) 1995-05-16 1996-11-21 Sgl Technik Gmbh Verfahren zum Umwandeln von aus Polyacrylnitrilfasern bestehenden mehrdimensionalen flächigen Gebilden in den thermisch stabilisierten Zustand
DE19527435A1 (de) 1995-07-27 1997-01-30 Hoechst Ag Polymerelektrolyte und Verfahren zu deren Herstellung
DE19548421B4 (de) † 1995-12-22 2004-06-03 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten

Also Published As

Publication number Publication date
CA2241022C (en) 2009-04-28
TW387841B (en) 2000-04-21
JP2000503158A (ja) 2000-03-14
RU2172542C2 (ru) 2001-08-20
ATE193159T1 (de) 2000-06-15
WO1997023919A1 (de) 1997-07-03
DK0868760T3 (da) 2000-10-09
DE19548421B4 (de) 2004-06-03
CA2241022A1 (en) 1997-07-03
CN1205803A (zh) 1999-01-20
CN1129972C (zh) 2003-12-03
EP0868760B1 (de) 2000-05-17
DE59605262D1 (de) 2000-06-21
KR100400950B1 (ko) 2004-02-05
KR19990076657A (ko) 1999-10-15
BR9612164A (pt) 1999-07-13
US6197147B1 (en) 2001-03-06
EP0868760A1 (de) 1998-10-07
PL327288A1 (en) 1998-12-07
DE19548421A1 (de) 1997-09-11
MX9805024A (es) 1998-09-30
ES2148834T3 (es) 2000-10-16
JP3965484B2 (ja) 2007-08-29
EP0868760B2 (de) 2009-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ195998A3 (cs) Kontinuální způsob výroby membránových elektrodových spojení
KR100731520B1 (ko) 전극층을 연료 전지용 중합체 전해질 막 스트립에 도포하는 방법
JP3847597B2 (ja) 燃料電池用の膜電極ユニットの製造方法
JP3558134B2 (ja) 燃料電池の膜電極アセンブリ用流れフィールド構造
CA2256975C (en) Improved structures and method of manufacture for gas diffusion electrodes and electrode components
EP2172999B1 (en) Membrane electrode assembly and solid polymer electrolyte fuel cell
KR101931890B1 (ko) 멤브레인 전극 어셈블리
KR101010074B1 (ko) 연료 전지용으로 촉매 코팅된 막과 막 전극 어셈블리제조방법
US20070227650A1 (en) Method of making membrane electrode assemblies
US8614028B2 (en) Membrane and electrode assembly and method of producing the same, and polymer electrolyte membrane fuel cell
EP1365464B1 (en) Continuous process for manufacture of gas diffusion layers for fuel cells
HK1017949A (en) Process for continuous production of membrane-electrode composites
WO2025040911A1 (en) Hydrocarbon membrane
MXPA98005024A (en) Continuous procedure to produce mixed bodies of membranes and electrodes (m
WO2025040912A1 (en) Hydrocarbon membrane

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic